线性稳压稳流

1、可调直流稳定电源摘要：本设计采用串联反馈式稳压电路实现可调直流稳压电源。输出电压变化量由反馈网络取样经比较放大电路（运放OP07）放大后去控制调整管集电极与发射极间的电压降，再通过点电解电容滤波，得到稳定的输出电压。对于直流稳流电源则通过双运放构成的恒流电路实现。用电压跟随器、稳压管以及电位器共同调节作用提供恒流电路所需的电压，最终得到可调的直流稳流电源。 关键词：串联反馈式、双运放恒流电路、电压跟随器一、直流稳压电源1、方案的选择与论证方案一：采用串联反馈式稳压电路。由运放构成深度负反馈电路，通过调节取样环节电阻的大小来改变反馈系数，从而调节输出电压。选择合适的电阻和电位器，即可实现+9V+

2、12V输出。电路原理图如下图所示： 该电路的稳压原理为：当输入电压VI增加时，输出电压VO增加，随之反馈电压VF也增加。VF与基准电压VREF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后，使VB和IC减小，调整管T的c-e极间电压Vce增大，使VO下降，从而维持VO基本稳定。原理简洁易懂，且性价比高。方案二：采用可调式三端稳压器LM317实现。其原理图为： 集成稳压块输出端和调整端之间的固有参考电压VREF加在给定电阻R1两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节器RP1。与其并联的电容可进一步减小输出电压的纹波。二极管的作用是防止输出端短路时，稳压块损坏。LM317内部就含有过热和过流保护电路，安全

3、可靠、性能优良、不易损坏且使用方便。比较上述两种方案，考虑到经济效益，方案一不但能很好的达到各项指标，且性价比更高，所以决定选用方案一。2、电路设计2.1电路的的原理框图为：2.2各电路元件参数计算（1）获取基准电压电路：稳压管选IN4733，VZ=5.1V，IZT=49mA。电阻R1起到限流作用，根据所选稳压管的参数以及输入电压大小，定R1=510。（2）比较放大电路：考虑到经济效益，运放OP07性价比更高，所以选择OP07。（3）调整管：采用两只NPN型BJT组成的复合管，使共集共集放大电路比单管共集电极放大电路的电压跟随特性更好，输入电阻更高，输出电阻更小，其动态性能更好。所以选用功率管

4、TIP 122。（4）取样电路：当RP动端在最下端时，Vomax=Vz当RP动端在最上端时，Vomin= Vz电压调整范围为+9V+12V，考虑到电阻值存在一定偏差，所以将VO定在+7V+14V，确保+9V+12V的调整范围，即Vomax=14V，Vomin=7V。由于电位器的阻值确定为1K，由上面两个式子可计算出R2与R3的比值，结合实际情况，选取R2=1K，R3=1K。（5）滤波电路：运放自激振荡产生纹波，电解电容C为稳压电路输出侧的滤波电容，可以起到减小纹波的作用，根据经验，一般电容值选取47470µF，这里取47µF。3、电路的实现与调试（1）输出电压：空载时用万用

5、表测输出电压，调节电位器，可测得电压变化范围。电压调节范围为：+6.748V+13.061V ，可以实现+9V+12V范围的调节。（2）最大输出电流：将负载RL调到满载，电压表测得的电压值即为VO。逐渐减小RL，直到VO的值下降5%，此时电流表测得的电流即为最大输出电流。 最大输出电流为1.512A，大于1A，满足指标。（3）电压调整率：接入负载，在输入电压为15V时，测得负载两端电压并记录。将输入电压提高到18V，记录负载两端电压。电压调整率为满载电压（V）输入电压（V）空载电压（9V）空载电压（12V）158.98011.983189.02412.045Sv（%）0.160.17根据所计算

6、的电压调整率均小于0.2%，可知该项指标符合条件。（4）负载调整率：输入电压为15V，负载电流从零变到最大时，输出电压的相对变化，即空载满载输出电压（V）9.0028.980由表格数据可知负载调整率负载调整率小于1%，符合条件。（5）纹波电压（峰-峰值）：将示波器接到输出端，将耦合按钮打到交流档，测量峰峰值。用示波器测得纹波电压（峰峰值）为7.68mA，满足指标纹波电压（峰-峰值）10mV（6）效率：输入15V直流电时，测量输入电流值VI，再测量输出电压VO与输出电流VO。效率4、结论 经过方案的筛选，元器件参数的设定以及电路的调试与分析，最终达到了题目要求的各项指标，实现了可调式直流稳压电源

7、的设计。二、直流稳流电源1、方案的选择与论证方案一：采用双运放构成的恒流电路。其原理图为： 该电路中A3为深度负反馈同相放大器；A1、A2接成电压跟随器组态。由原理图可知： ，令R3=R4= R5=R6=10 K，则可得。可知，输出电流只取决于R7的阻值和VR，使得输出电流恒定。调节电位器则可得到不同的电压值VR，从而实现可调直流稳流电源。该设计方案利用运放构成深度反馈电路，有效抑制外界信号的干扰，使得恒流电源的工作稳定性增强。方案二：采用三端固定式集成稳压器7805。电路原理图如下：集成块3脚和2脚之间的压降恒为5V，流经电位器产生可调的稳恒电流。电路简单易懂，但是集成块的静态电流作为负载电

8、流的一部分，当它随输入电压及负载的变化而变化时，会影响负载电流的稳定性。比较上述两种方案，方案一稳定性更高，抗干扰能力更强，性价比更好。所以选择方案一。2、电路设计2.1电路的原理框图为：2.2各电路元器件参数计算（1）稳压管及限流电阻R1：稳压管选IN4733，VZ=5.1V，IZT=49mA。电阻R1起到限流作用，根据所选稳压管的参数以及输入电压大小，定R1=510。（2）双运放恒流电路：考虑到元器件的经济效益，运放OP07性价比更高，所以选择OP07。由原理图可知,。要产生稳恒电流，则满足R3=R4，R5=R6 。此时。这里令R3=R4= R5=R6=10 K。（3）电压跟随器A1：考虑

9、到元器件的经济效益，运放OP07性价比更高，所以选择OP07。（4）电位器RP,电阻R2和电阻R7：因为，输出电流在420mA可调，且VRmax=5.1V，所以R7可取200。电位器RP已定，为1 K。由原理图可知，解得 ，这里取R2=150。3、电路的实现与调试（1）输出电流：将电流表串入输出端，调节电位器RP，测量输出电流的变化范围。 实验测得电流的调节范围为3.4176mA26.269mA，可以实现4mA 20mA的调节范围。（2）负载调整率：输入电压为12V，调节电位器RP，使输出电流为20mA。串入一个可变电阻，能够实现200300范围内调节，测量输出电流的相对变化。负载调整率负载阻值（）200300输出电流（mA）20.33320.520负载调整率（%）0.935由表格数据可知负载调整率小于1%，满足条件。4、结论经过方案的筛选，元器件参数的设定以及电路的调试与分析，最终达到了题目要求的各项指标，实现了可调式直流稳流电源的设计。三、参考文献1、康华光 电子技术基础模拟部分（第五版）